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1　概述
JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計是依據(jù)中華人民共和國GB 21327-2007《水面蒸發(fā)器》、水利電力部《水面蒸發(fā)觀測規(guī)范》SD265-88和中國氣象局2003年版《地面氣象觀測規(guī)范》相關要求制造，用于自動觀測水面蒸發(fā)過程。
JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計由蒸發(fā)桶（池）和數(shù)字式水面蒸發(fā)傳感器為蒸發(fā)量觀測器具，以專用采集控制器采集處理蒸發(fā)數(shù)據(jù)并完成蒸發(fā)器自動補排水控制，實現(xiàn)水面蒸發(fā)過程的高精度實時在線測量。
本儀器的蒸發(fā)傳感器采用分辨力為0.1mm的信源數(shù)字編碼型傳感器，在高溫、高濕、風浪、沙塵環(huán)境下能穩(wěn)定、可靠地工作。
2.1JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計的工作原理和結構
JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計由蒸發(fā)桶、水圈、連通管、水位編碼器、浮子、測纜、平衡錘、靜水桶、圓形支板、調(diào)水平裝置、自動補排水裝置、采集控制器（以下簡稱采集器）等組成。安裝時將蒸發(fā)桶、連通管、靜水桶組成連通器；水位編碼器、采集器、調(diào)平衡裝置水平安裝在靜水筒的圓形支板上；浮子、測纜、平衡錘纜分別懸掛在水位編碼器的測輪圓周的兩個凹槽內(nèi)，浮子安裝在靜水桶內(nèi)。當蒸發(fā)桶中的水面蒸發(fā)引起水位下降時，靜水桶中的水面同步下降，浮子即拉動測纜帶動測輪和編碼器旋轉，編碼器即可輸出與水面下降量相對應的編碼數(shù)據(jù)。采集器通過采集對應時段范圍內(nèi)的水位變化量，計算出時段水面蒸發(fā)量。
2.2 本儀器裝有不銹鋼防風、防塵外罩，靜水桶采用了和蒸發(fā)桶同樣的半埋式結構，以盡量保證了靜水桶和蒸發(fā)桶中的水溫一致，使傳感器能在惡劣的室外環(huán)境下可靠地工作。
2.3 對于JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計而言，蒸發(fā)桶的直徑為Φ612mm，其面積為3000cm2，靜水桶工作區(qū)段直徑為Φ240mm，面積為453.27cm2，當蒸發(fā)桶中的蒸發(fā)量為0.1mm時（即相當于從蒸發(fā)桶中取出30ml水時）浮子感測到的水位變化量△h只有0.086896㎜。
其中，△h= S1／（S0 + S1）　=457.27／（3000+453.27） =0.086896(mm)　　　　
式中：S0=3000cm2
S1=πr2 =3.1416×(12cm)2 =453.27cm2　　
因此，用螺旋測針在本蒸發(fā)桶中人工測量的數(shù)據(jù)與本數(shù)字蒸發(fā)計測量到的數(shù)據(jù)相對比時，應將人工測針測量數(shù)值除以0.086896才是實際蒸發(fā)量。
2.4 JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計與20平方米蒸發(fā)池配套使用時，因為傳感器靜水桶的面積只有蒸發(fā)池面積2.4‰，可以基本上不考慮靜水桶與蒸發(fā)池之間水體的交換的影響�？梢杂眠B通管直接與蒸發(fā)池相連接，或者將蒸發(fā)傳感器的靜水桶安裝在20平方米的蒸發(fā)池中使用（與20m2蒸發(fā)池配套使用時，應配套相應直徑的測輪，在訂貨時應加以補充說明）。
2.5 JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計工作時，當蒸發(fā)桶（池）中的水位低到某一預定值時，采集控制器啟動補水裝置予以補水。當有降雨時，當蒸發(fā)桶（池）中的水位上升到某一預定高度時，通過采集控制器可以啟動排水裝置予以排水。靜水桶中的水位數(shù)值始終可以受到監(jiān)控。
2.6 使用本蒸發(fā)計，只能準確測量非降水時段的水面蒸發(fā)量。如欲測量包括降雨期內(nèi)的日蒸發(fā)量，依照國家水文局和國家氣象局的要求，還必須配置分辨力為0.1mm的高精度雨量計〔其測量誤差≤(1～2)%〕等相關裝置才能實現(xiàn)。
3　技術參數(shù)
3.1　蒸發(fā)量量測分辨力：0.1mm；
3.2　蒸發(fā)量量測精度： 蒸發(fā)量≤10mm，測量誤差：≤±0.3mm；
蒸發(fā)量＞10mm，測量誤差：≤±(0.3mm+1%F.S))；；
3.3　蒸發(fā)量量測范圍：不小于20mm
3.4　輸出接口：RS-485；
3.5　電源電壓：12V/DC（-5%~+25%）；
3.6　環(huán)境溫度：0℃~+55℃；
3.7　儲存溫度：-10℃~+60℃。
4　使用注意事項
4.1　儀器設備檢查
4.1.1　按照包裝運輸清單，核對數(shù)量及包裝內(nèi)容，檢查包裝是否有破損和缺漏。
4.2.2　打開包裝箱，按裝箱單核對裝箱物品并檢查儀器的外觀及裝箱零件，有無損傷。
4.1.3　閱讀使用說明書，了解儀器性能、結構、安裝方法和使用、檢定方法。
4.2　搬運
4.2.1　產(chǎn)品搬運時一般應連包裝一起進行。應盡量使用原包裝。
4.2.2　已經(jīng)拆除包裝的產(chǎn)品，特別是測量傳感器，應當托住圓形支板垂直向上進行搬運和放置，切忌睡倒和顛倒搬運。
4.2.3　安裝過程中，需要打開傳感器的外筒，此時挪動傳感器時同樣應當托住圓形支板進行，切不可拿住傳感器內(nèi)部零件來回搖動。
4.2.4　傳感器內(nèi)部極其精密，未做好減震包裝之前，應避免使用顛簸過大的運輸工具運輸。
4.3　儲存和保管
4.3.1　產(chǎn)品儲存時**連包裝進行。
4.3.2　產(chǎn)品儲存應當放置在通風干燥的倉庫內(nèi)，環(huán)境溫度和濕度應當遵循技術規(guī)范的要求。
4.3.3　已經(jīng)拆除包裝的儀器設備，或是不在測量季節(jié)收回室內(nèi)保養(yǎng)的儀器設備，應當擱置在距地面60cm以上的架子上。
4.3.4　產(chǎn)品長期儲存時應定期檢查其外觀和功能，并至少每年通電一次，防止意外損壞。
5　安裝和連接
JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計的安裝立面見圖1。
圖1　JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計立面安裝示意圖
5.1　安裝場地的要求
根據(jù)“觀測規(guī)范”，蒸發(fā)計的安裝場地應滿足以下要求：
5.1.1　觀測場一般為25m×25m的平整場地，確因條件限制，也可取16m（東西向）×20m（南北向），高山站、海島站、無人站不受此限。場地內(nèi)應有良好的排水設施，保證在大暴雨情況下場地內(nèi)的積水不得高于地面以上5cm。
5.1.2　觀測場四周一般設置約1.2m高的稀疏圍欄，圍欄不宜采用反光太強的材料。觀測場圍欄的門一般開在北面。場地應平整，保持有均勻草層（不長草的地區(qū)例外），草高不能超過20厘米。對草層的養(yǎng)護，不能對觀測記錄造成影響。場內(nèi)不準種植作物。
5.1.3　為保持觀測場地自然狀態(tài)，場內(nèi)鋪設0.3-0.5m寬的小路（不得用瀝青鋪面），人員只準在小路上行走。有積雪時，除小路上的積雪可以**外，應保護場地積雪的自然狀態(tài)。
5.1.4　根據(jù)場內(nèi)儀器布設位置和線纜鋪設需要，在小路下修建電纜溝(管)，電纜溝（管）應做到防水、防鼠，便于維護。
5.1.5　觀測場的防雷設施必須符合氣象行業(yè)規(guī)定的防雷技術標準的要求。
5.2　觀測場內(nèi)儀器設施的布置
觀測場內(nèi)儀器設施的布置要注意互不影響，便于觀測操作。見圖2 JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計平面安裝示意圖。
5.2.1　高的儀器設施安置在北邊，低的儀器設施安置在南邊；
5.2.2　各儀器設施東西排列成行，南北布設成列，儀器距觀測場邊緣護欄不小于3m；
5.2.3　儀器安置在緊靠東西向小路南面，觀測員應從北面接近儀器。
5.3　設備安裝前的準備工作
5.3.1　按照圖1、圖2尺寸要求挖好觀測場內(nèi)的管路和電路地溝，應當盡量選擇路邊不種植作物的土地，開挖深大于30cm、寬30cm的溝槽（也可用磚砌電纜溝），電纜用塑料管作保護套管，穿線后測試確保各條線路暢通后填土埋實。溝槽如果必須經(jīng)過草皮，應當重新鋪好草皮。
5.3.2　要求自來水管路鋪設到觀測場內(nèi)補水桶處。
5.4　蒸發(fā)桶和水圈的安裝
5.4.1　結構
1、蒸發(fā)桶是一個具有圓錐底的圓柱桶。用玻璃鋼材料制成。為保證口緣不變形，器口呈里直外斜的刀刃形，整體高為68.7cm。在桶壁開連通管孔和排水孔。
2、水圈是裝置在蒸發(fā)桶外圍的，由四個形狀和大小都相同的弧形水槽組成。四個水槽內(nèi)壁所組成的圓應與蒸發(fā)桶外壁相吻合。為保證每個水槽的水位相同，在每個水槽的兩側開孔后用空心銅接頭連接。
　　3、排水機構：由排水泵和排水管道組成，供降雨時排水用。
5.4.2　蒸發(fā)桶的埋設
蒸發(fā)桶的埋設，可按圖1的尺寸進行。具體要求如下：
　　1、蒸發(fā)桶器口高出地面30.0±0.5cm，并保持水平。埋設時可用水平尺在至少三個不同方向校驗，器口應保持水平。
　　2、水圈應緊靠蒸發(fā)桶，蒸發(fā)桶的外壁與水圈內(nèi)壁的問隙應小于0.5cm。水圈的排水孔底和蒸發(fā)桶的溢流孔底，應在同一水平面上。
　　3、蒸發(fā)桶四周設一寬50.0cm(包括防坍墻在內(nèi))、高22.5cm的土圈。土圈外層的防塌墻用磚順向平擺干砌而成。在土圈的北面留一小于40.Ocm的觀測缺口。
　　4、埋設儀器時應力求少擾動原土，坑壁與桶壁的間隙用原土回填搗實。在距蒸發(fā)桶1.2m處用磚砌一深50cm的窨井，內(nèi)部安裝連接蒸發(fā)桶和蒸發(fā)傳感器的連通管及球閥。
　　5、連通管及球閥要埋在深度為30cm的溝槽內(nèi)，球閥安裝在窨井中。
6、排水泵進水口應方向向下，并在進水孔上覆蓋濾網(wǎng)，在蒸發(fā)桶壁上和排水管組件連接。排水管的出水口應彎折后向下，出水口高度距地平面為300~350mm。
7、安裝好后需認真檢查所有接點，不能有滲漏水現(xiàn)象，待傳感器工作正常后，再檢查所有接點無漏水時將溝槽填平、壓實。
5.5　蒸發(fā)傳感器靜水桶的安裝
　　JBZF-01數(shù)字水面蒸發(fā)計靜水桶的埋設，可按圖1的尺寸進行。具體要求如下：
　　1、靜水桶口高出地面28.0±0.5cm，并保持水平。埋設時可用水平尺檢驗。
　　2、靜水桶四周設一直徑100.0cm(包括防坍墻在內(nèi))、高22.5cm的土圈。土圈外層的防塌墻用磚順向平擺干砌而成。
　　3、埋設靜水桶時應力求少擾動原土，坑壁與桶壁的間隙用原土回填搗實。桶壁連接的連通管和在距蒸發(fā)筒1.2m米處的窨井內(nèi)的球閥接通，使能連接蒸發(fā)桶的連通管。
　　4、安裝好后需認真仔細的檢查所有水路連接處，不能有滲漏水現(xiàn)象，待傳感器工作正常后，再檢查所有接點無漏水時將溝槽填平、壓實。
5.6　自動補水裝置的安裝
5.6.1　參考圖2和圖3所示設備安裝固定尺寸要求，開挖好淺坑。
5.6.2　把補水桶放入淺坑中，將補水泵和補水管用接頭連接妥當后，用原土填實。
5.6.3　接上手動閥并連接外部供水管道，蓋上補水桶蓋。
5.7　傳感器的安裝
JBZF-01型數(shù)字水面蒸發(fā)計的傳感器部分包括水位編碼器、浮子、測纜、平衡錘、圓形支板、調(diào)水平裝置。采集控制器安裝在圓形支板上。
5.7.1　將傳感器部分從包裝箱取出后，先拆下圓桶形外罩下部的3顆固定螺釘，垂直向上取下外罩，將底部浮子的包裝固定物拆除。
5.7.2　手托住浮子搬起傳感器部分，置于靜水桶上方，將浮子輕輕放入靜水桶內(nèi)，放下傳感器部分。
5.7.3　調(diào)整圓形支板上的3顆調(diào)平螺釘，并觀察圓形支板上的水平泡，當水平泡內(nèi)的氣泡處于中心位置時，將圓形支板上的3顆固定螺釘和靜水桶固定。
5.7.4　將浮子測纜懸掛于測輪靠近編碼器的凹槽內(nèi)，當浮子測纜靜止時應位于圓形支板中央的過線孔的中心，不應蹭到孔邊沿。
5.7.5　將平衡錘纜懸掛于測輪遠離編碼器的凹槽內(nèi)。
5.8　水路連接和電路連接
5.8.1　蒸發(fā)傳感器和蒸發(fā)桶的水路連接
蒸發(fā)傳感器的靜水桶和蒸發(fā)桶的水路連接使用Ф32毫米PPR管材、φ25環(huán)節(jié)軟管和接頭。在窨井位置安裝手動閥門。連通管路中不允許有氣泡殘留。
5.8.2　蒸發(fā)傳感器和補水桶的水路連接
蒸發(fā)傳感器和補水桶的水路連接使用12/16規(guī)格的鋁塑管和相應接頭直接連接。在蒸發(fā)桶和水圈接合部位，再安裝分流器（三通），使得補水桶能同時向蒸發(fā)桶和水圈補水。
5.8.3電路連接
自動補水裝置的補水桶下方有補水水泵，蒸發(fā)桶內(nèi)有排水水泵，分別用截面積不小于0.5mm2 的2芯電纜從接線端子處連接至蒸發(fā)傳感器內(nèi)的采集控制盒，接線方式如圖5所示。（注意：補、排水泵的連線電阻值均不得大于1Ω）。所有外引線整理整齊后從圓形支板的缺口處引出。
6　使用前的檢查準備和初始狀態(tài)設定
6.1　運行前的檢查和準備
6.1.1　各設備運行調(diào)整前檢查各手動閥和電動泵應全部為關閉狀態(tài)。
6.1.2　所有設備的水路和電路連接完成后，應當仔細檢查各水管接頭是否有滲漏水現(xiàn)象，仔細核對電器接線的正確性。
6.1.3　檢查供電電源的情況，應當符合12V/DC（-5%~+25%）的要求，當補水泵、排水泵工作時電源電壓應不低于10.2V。

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